金属工艺基础知识
金属工艺复习纲要
1.金属材料：黑色金属材料（碳钢、合金钢、铸铁）；有色金属材料（铜、铝、铀、钛及其合金）。
2.力学性能：指金属材料在外力作用下所表现出来的抵抗能力。
3.使用性能：指反映金属在使用过程中所表现出来的性能。（物理性能、化学性能、力学性能）
4.工艺性能：指在加工制造中所表现出来的性能（铸造性、段造性、焊接性、切削加工性、热处理性）。
5.强度：指材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
6.硬度：指一个小的金属表面或很小的体积内抵抗弹性变形、塑性变形或抵抗破裂的一种抵抗力。
8.塑性：指断裂钱材料发生不可逆永久变形的能力。
9.冲击韧性：指金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。
10.疲劳：指金属材料在反复交变载荷作用下发生突然断裂的过程。
11.疲劳强度：指金属材料在反复交变载荷作用下抵抗断裂的能力。
12.断裂韧度：指用来反映材料抵抗裂纹失稳扩展，即抵抗脆性断裂能力的性能指标，是强度和韧性
的综合体现。
13.应力：指单位面积上的内力。
14.变形：指物体在外来因素作用下产生的形状和尺寸的改变。
15.偏析：指合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象。
17.晶体：指内部原子按一定规律排列的物质。
18.非晶体：指内部原子无规则杂乱的堆积而成的物质。
19.晶格：指用于描述原子在晶体中排列方式的空间几何格架称为晶格。
20.晶胞：指由最少数目的原子排列成最小结构单元来表示晶格。
21.晶格常数：指晶胞的各棱边长度。
22.晶面：指在晶格中由一系列原子组成的平面。
23.晶向：指晶格中各原子列的位向。
24.各向异性：单晶体各个方向原子排列的疏密不同。
25.伪无向性：是因为每个晶粒中的各个晶粒相互抵消而呈各向异性。
26.单晶体：指晶体内部的晶格位向完全一致的晶体。
27.多晶体：指由许多晶粒组成的晶体。
28.晶界：指不同位向的晶粒之间的分界石。
29.结晶：指晶体在液体中从无到有，晶核（形成），由小变大（晶核长大）的过程。
30.过冷：指纯金属的实际结晶温度总是低平衡结晶温度的现象。
31.过冷度：指实际结晶温度与平衡结晶温度的差值。
32.晶核：当液体被过冷到结晶温度以下时，某些尺寸较大的原子小集团变得稳定，能够
自发成长，即成为结晶的晶核
33.组元：指组成合金的独立的、最基本的单元。
34.相：指金属或合金中具有相同化学成分、相同结构并以界面相互分开的各个均匀的组
成部分。
35.固溶体：指溶质原子溶于溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的合金相。
36.金属化合物：指合金元素间发生相互作用而形成的具有金属性质的一种新相。
37.间隙固溶体：指溶质原子占据溶剂晶格间隙所形成的固溶体。
38.置换固溶体：指溶质原子占据晶格结点位置而形成的固溶体。
39.有限固溶体：指在一定的条件下，溶质组元在固溶体中的浓度有一定限度的固溶体。
40.无限固溶体：指溶质组元在固溶体中的浓度可以无限度的固溶体。
41.固溶强化：指通过溶入原子，使合金强度和硬度提高的方法。
42.合金相图：指表示在平衡条件下给定合金系中合金的成分、温度与其相和组织状态之间
关系的坐标图形。
43.加工硬化：指金属在变形后，强度。、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。
44.同素异构转变：指金属在固态下随温度变化而改变晶格类型的现象。
45.铁素体：指碳溶于α—Fe中形成的间隙固溶体。
46.奥氏体：指碳溶于γ—Fe中形成的间隙固溶体。
47.渗碳体：指一种具有复杂晶体结构的间隙化合物。
48.钢的热处理：指将钢在固态下以适合的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织和性
能的工艺过程。
49.起始晶粒度：指珠光体向奥氏体的转变刚刚完成时奥氏体晶粒的大小。
50.实际晶粒度：指钢在某一具体加热条件下实际获得的奥氏体晶粒的大小。
51.本质晶粒度：表示某种钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向，不是晶粒大小的
实际度量。
52.过冷奥氏体：指在相变温度A1以下，未发生转变而处于不稳定状态的奥氏体。
53.临界冷却速度：指合金冷却凝固过程中发生非晶转变所要求的最小冷速。
54.贝氏体：含碳量具有一定过饱和程度的F极分散的Fe3C所构成的混合物。
55.马氏体：碳在a-Fe中的过饱和固溶体。
56.退火：指将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
57.正火：指将钢加热到Ac3以上30~50度，保温适当时间，出炉后在空气中冷却的热处理工
艺。
58.淬火：指钢加热到Ac3或Ac1以上，保温一定时间，以大于临界冷却速度Vc的冷速冷却，
获得马氏体和贝氏体组织的热处理工艺。
59.调质：指钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺。
60.钢的淬透性：指钢在淬火冷却时，获得马氏体组织深度的能力。
61.淬硬性：指钢在理想条件下淬火后能达到的最高硬度。
62.回火：指将淬火钢加热到Ac1一下某一温度，保温一段时间，然后冷却至室温的热处
理工艺。
63.回火脆性：指钢在某一温度范围内回火时，其冲击韧度比在较低温度回火时反而显著下降
的脆化现象。
64.表面热处理：指仅对工件表层进行热处理以改变其组织和性能的工艺。
65.化学热处理：指将工件置于一定的活性介质中保温，是一种或几种元素渗入工件表层，以
改变其化学成分的热处理工艺。
66.渗碳：指将工件置于富碳的介质中，加热到高温（900~950），是碳原子渗入工件表层的
过程。
67.渗氮：指将氮原子渗入工件表层的过程。
68.热处理技术条件：包括热处理的方法及热处理后应达到的力学性能。
69.合金：是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
70.石墨化：钢中渗碳体分解成为游离碳并以石墨形式析出，在钢中形成石墨夹杂的现象。
二、问答题
1、金属晶体结构有哪些常见类型？
答：常见的晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
2、为什么单晶体具有各向异性，而多晶体呈现出伪无向性？
答：因为单晶体的物体整个物体就是一个单一结构的晶巨大晶粒，比如各种常温下是固体的离子化合物，NaCl、CuSO4·5H2O、NaOH等。而多晶体是由很多微波的晶粒构成的整体，如各种金属，在整个物体内，这些晶粒的排列方向是杂乱无章的。
各向异性是晶格中不同方向上由于原子的排列周期性和疏密程度不同导致的结果，所以单晶体中(一个巨大晶粒)具有各向异性，而多晶体中的每一个微波的晶粒虽然有各向异
性，但是由于宏观上所有晶粒的排列的杂乱无章，导致了各个方向上的各向异性互相抵消，表现出来的结果就是各向同性。
3、金属的实际晶体结构中，存在着那些晶体缺陷？
答：点缺陷（晶格空位、间隙原子）、面缺陷、线缺陷（位错）。
4、纯金属结晶的一般规律是什么？
答：有一定的转变温度，转变时需要过冷，有结晶潜热放出，转变的过程由晶核的形成与晶核的长大率完成
5、铁碳合金中，随着含碳量的增加，铁碳合金的组织和性能有着怎样的变化规律？
答：铁碳合金组织变化的基本规律：随含碳量的增加，工业纯铁中的三次渗碳体的量增加；
亚共析钢中的铁素体量减少；过共析钢中的二次渗碳体量增加；亚共晶白口铸铁的珠光体和二次渗碳量也减少，共晶渗碳体量增加；过共晶白口铁中的一次渗碳体和共晶渗碳体量增加。这个是一向铁碳合金的力学性能的根本原因。并且随着冷却和加热的条件不同，铁碳合金的组织、性能都会大不相同。
6、马氏体转变有着怎样的特点？
答：a.马氏体转变属于无扩散型转变，马氏体转变前后的碳浓度没有变化。
b.马氏体转变速度极快，瞬间形成。
c．马氏体是在爱Ms~Mf线之内转变的，由于温度过低，故浓度没有太大变化。
d．马氏体不能进行到底。
e．马氏体具有一定的正方度。
7、与片状珠光体相比，球状珠光体有着哪些优点？
答：球状珠光体组织硬度低、塑性好、切削加工性能好，加热时由于球状化合物溶解，较慢，淬火时，过热宇淬裂的倾向较小，淬火后，被保留下的碳化合物较多，可增加钢的硬质宇耐磨性。
8、淬火加热温度是如何选择的？为什么？
答：从金属相图的分析，应该加热到液相线附近，但是不能超过液相线。但是对于一般金属是无法确定他的成分在金属相图中的位置的。所以这个温度选择也是一个经验取值。一般我们把普通钢的淬火800~1000摄氏度。一般经验认为，在这个范围内，温度越高，效果越好。
9、常用的淬火方法有哪些？
答：单介质淬火，双介质淬火，马氏体分级淬火。贝氏体等温淬火，局部淬火。
10、淬透性与淬硬性是否为同一概念？它们有什么不同？
答：不是，钢的淬透性是钢在淬火冷却时，获得马氏体组织深度的能力。淬硬性是指钢淬火后能达到动的最高硬度，它主要取决于淬火冷却速度。淬透性好的钢其淬硬性不一定高。
11、按回火温度的不同，回火有哪几种？
答：低温回火，高温回火，中温回火。
12、化学热处理有怎样的作用？化学热处理的种类有哪些？
答：化学热处理是将工件置于一定的活性介质中保温，使一种或多种元素渗入工件表层以改变化学成分。主要是表面强化和改善工件的表面物理化学性能和提高工件的表面
硬度、耐磨性、疲劳强度、热硬性和耐腐蚀性。
种类：渗碳、渗氮、液体碳氮共渗、渗硫、渗硼、渗铬、渗铝等金属，多元共渗等。
13、与渗碳相比较，气体渗碳有着什么样的特点？
答：a,与渗碳相比，渗氮工件的表面硬度较高，可达1000~1200HV（相当于69~72HRC）.
b,渗氮温度较低，并且渗氮件一般不在进行其他热处理（如淬火），因此工件变形很小。
c，渗氮后工件的疲劳强度可提高15%~35%。
d，渗氮层具有高耐烛性，这是由于渗氮层是有致密的、耐腐烛的氮化物所组成的，能有效地防止某些介质（如水，过热蒸气，碱性溶液等）的腐烛作用。
14、热处理工序位置确定的一般规律有哪些？
答：预备热处理的工序位置的确定，一般安排在毛坯生产之后，切削加工之前；或粗加工之后，精加工之前。最终热处理一般均安排在半精加工之后，磨削加工（精加工）之前。
15、我国多年来采用的钢的分类方法有哪些？
(1)按钢的用途：建筑及工程用钢、机械制造用结构钢、工具钢、特殊性能钢、专业用钢。
(2)按钢的品质:普通质量钢、优质钢、高级优质钢。
(3)按冶炼方法：平炉钢、转炉钢、电路钢、沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。
(4)按钢中含碳量：低碳钢（Wc<=0.25%）、中碳钢（Wc<=0.25%~0.60%）、高碳钢（Wc>0.6%）。
(5)合金钢按钢中合金元素的含量:低合金钢(5%)、中合金钢（5%~10%）、搞合金钢（10%）。
（6）根据钢中合金元素的种类：锰钢、铬钢、硼钢、硅锰钢、铬镍钢。
（7）按合金钢在空气中冷却后获得的组织：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢、莱氏体钢。
（8）工业用钢材按最终加工方法：热轧材或冷轧材、拉拔材、锻材、挤压材铸件。
（9）钢的工业产品按轧制成品和最终产品：大型型钢、棒材、中小型型钢、盘条、钢筋混泥土用轧制品、铁道用钢、钢板桩、扁平成品、钢管、中空型材、中空棒材及经过表面处理的扁平成品、复合产品。
16、杂质元素在钢中有什么影响？
答：猛能溶于Fe，使Fe强化，也能溶于Fe3C，图稿其硬度，Mn还能增加并细化P，从而图稿钢的强度和硬度，Mn可与S形成MnS，以消除S的有害作用。
17、合金元素在钢中有什么作用？
答：强化铁素体、形成碳化物、阻碍奥氏体晶粒长大、提高钢的淬透性、提高钢的回火稳定性。
18、影响石墨化的主要因素有哪些？
a、化学成分的影响
b、冷却速度的影响
19、铸铁中石墨有几种存在形式？根据碳在铸铁中的存在形态的不同，铸铁分为哪几种？
存在形式：片状、团絮状、球状、蠕虫状
可分为：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁
三、图解
1、低碳钢的拉伸曲线以及各阶段变形特点
2、合金相图的绘制
3、绘出纯铁的冷却曲线，并说明纯铁的同素异构转变
4、铁谈合金相图，说明各点线的含义及各区域组织
5、过冷奥氏体的等温转变曲线
金属工艺学课后答案
金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异
金属工艺设计课后题
材料成形工艺基础 1.铸件的凝固方式和各自特点 (1)逐层凝固方式。恒温下结晶的纯金属或共晶合金，在铸件凝固过程中其截面上的凝 固区域宽度等于0，固液两相界面清楚。随着温度的下降，固体层不断加厚，逐步达到铸件中心。如果合金的结晶温度范围很小，或截面温度梯度很大，铸件截面的凝固区域则很窄，也属于逐层凝固方式。 (2)糊状凝固方式。如果铸件截面温度场较平坦，或合金的结晶温度范围很宽，铸件凝 固的某一段时间内，其凝固区域里既有已结晶的晶体，也有未凝固的液体。 (3)中间凝固方式。如果合金的结晶温度范围较窄，或者铸件截面的温度梯度较大，铸 件截面上凝固区域介于前两者之间。 2.铸件的凝固方式和凝固原则有何不同？何谓顺序凝固原则和同时凝固原则？各适合用于什么合金和铸件结构条件？ （1）逐层凝固是指铸件某一截面上，铸件的凝固从表层逐渐向中心发展，直至中心最后凝固：而顺序凝固则是指从铸件的薄壁到厚壁再到冒口的有次序 地凝固。同样，也不要把糊状凝固与同时凝固相混淆。 （2）顺序凝固原则：是指采用各种措施保证铸件结构上各部分，按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口的部分，最后才是冒口本身凝固的次序 进行。主要适用于必须补缩的场合，如铝青铜，铝硅合金和铸钢件等。 同时凝固原则：是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量 小，使各部分几乎同时凝固。适用于收缩较小的普通灰铸铁和球墨铸铁。 5.缩孔和缩松是怎样形成的？如何防止铸件中产生缩孔和缩松？ 答：缩孔：缩孔产生的基本原因是合金的液态收缩和凝固收缩值远大于固态收缩值，缩孔形成的条件是金属恒温或很小的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式进行凝固缩松:缩松和形成缩孔原因相同，但形成条件不同，他主要出现在结晶温度范围宽.呈糊状凝固方式的合金中，或铸件厚壁中。 防止：缩孔和缩松的数量可以相互转化。 1制定正确的铸造工艺（1）合理确定内浇口位置及浇注工艺。采用高温慢浇可加强顺序凝固，有利于补缩，以消除缩孔（2）合理应用冒口，冷铁等工艺措施。用铸铁，钢和铜制成冷铁 2符合顺序凝固原则，并最后凝固的地方安置冒口，使缩孔移至冒口中。 8.铸件产生热裂和冷裂的原因是什么？如何防止铸件产生裂纹？ 热裂形成原因：1铸件的凝固方式。宽凝固温度范围呈糊状凝固方式的合金最容易产生热裂。随着凝固温度范围的变小，合金的热裂倾向变小，恒温凝固的共晶合金最不容易形成热裂。2凝固时期受到阻碍，得看收缩受到阻碍的大小即铸件凝固区域固相晶粒骨架开始线收缩后受到外部和内部阻碍造成足够大的应力，则会导致热裂的产生。防止：防止热裂的方法是使铸件结构合理，壁厚均匀，避免热节；改善铸型和型芯的退让性，减小浇.冒口对铸件收缩的机械阻碍；减少合金中有害杂质含量，可提高合金高温强度。 冷裂形成原因：冷裂是铸件处于弹性状态即在低温时形成的裂纹。冷裂往往出现在铸件受拉应力部位，特别是有应力集中的地方。防止冷裂的方法是尽量减少铸造应力，防止带轮冷裂的措施：1把内浇口开在薄点的轮辐处，以实现同时凝固；2较早打箱，以去除铸型对收缩的阻碍，打箱后立即用砂子埋好铸件，使其缓慢冷却；3修改结构，加大连接圆角，以增加强度和减少应力集中。
技师机械类理论考试专业公共基础知识复习试题
技师机械类理论考试专业公共基础知识复习试题技师理论试题 科目编号科目编号 机械基础金属工艺学 1~25 76~100 机械制图金属材料与热处理 26~50 101~125 公差电工 51~75 126~150 注:同一科目的判断题与选择题编号均一致。 判断题 1 ( )凡是四个构件连结成一个平面，即成为平面四杆机构。 2 ( )A型、B型和C型三种型式普通平键的区别主要是端部形状不同。 3 ( )在液压系统中，粗滤油器一般安装在液压泵的吸油管路上;精滤油器一般安装在液压泵的出油管路上。 4 ( )采用变位齿轮相啮合可以配凑中心距。 5 ( )矩形螺纹的自锁条件为:螺纹升角必须小于或等于摩擦角。 6 ( )液压泵的输出功率即为泵的输出流量和其工作压力的乘积. 7 ( )当溢流阀安装在泵的出口处,起到过载保护作用时,其阀芯是常开的. 8 ( )链传动一般不宜用于两轴心连线为铅垂线的场合. 9 ( )带传动是通过带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的. 10 ( )联轴器和离合器在联接和传动作用上是相同的 11 ( )弹性套柱销联轴器可以缓冲、吸振，运用于高速、有振动和经常正反转起动频 繁的场合。 12 ( )当变速器作恒扭矩使用时，应按最低转速时的输出功率选用。 13 ( )摩擦力的方向总是与该物体滑动或滑动趋势的方向相同。
14 ( )润滑油的粘度越大，则内摩擦阻力越小。 15 ( )液压传动系统中，压力的大小取决于液压油流量的大小。 16 ( )滚动螺旋的应用已使磨损和效率问题得到了极大改善。 17 ( )链传动是依靠啮合力传动，所以它们的瞬时传动比很准确。 18 ( )凸 轮机构就是将凸轮的旋转运动转变为从动件的往复直线运动。 19 ( )由于传动带具有弹性且依靠摩擦力来传动，所以工作时存在弹性滑动，不能适用于要求传动比恒定的场合。 20 ( )齿轮齿条传动只能将齿轮的旋转运动通过齿条转变为直线运动。 21 ( )液压传动中，传递动力和运动的工作介质为油液。 22 ( )内燃机中的曲柄滑块机构;牛头刨床中的导杆机构均是平面四杆机构 23 ( )螺旋传动能将螺杆的旋转运动转变为螺母的直线运动。 24 ( )带传动具有过载保护作用，可避免其它零件的损坏。 25 ( )在对心曲柄滑块机构中,若以滑块为主动件,机构具有死点位置. 26 ( )机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据,但与图形的大小及绘图的准确度也有关。 27 ( )机械图样中(包括技术要求和说明)的英寸、角度、弧长等单位，须注明其计 量单位的代号及名称。 28 ( )平面图形在所平行的投影面上的投影反映实长，另两个投影面上的投影积聚成 线段，且平行于投影轴。 29 ( )用曲线板描每一段曲线时，至少应包含前一段曲线的最后一个点，而在本段后 1
金属工艺学第五版课后习题详解.
《金属工艺》习题答案 第一篇，第一章，P11页 3、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？ 答：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 δ：延伸率，衡量材料的塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。 第一篇，第二章，P23页 2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么？ 答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有： 1、提高冷却速度，增加晶核数目； 2、添加变质剂（孕育处理），增加外来晶核； 3、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化； 4、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。 第一篇，第三章，P29页 3、碳钢在油中淬火，后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？ 答：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。 对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。 5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同？ 答：钢锉的最终热处理为淬火+低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及耐磨性。 汽车大弹簧为淬火+中温回火，组织为回火屈氏体，保持材料的高弹性。 车床主轴为淬火+高温回火，组织为回火索氏体，具有较高的综合机械性能。 发动机缸盖螺钉为渗碳+淬火+低温回火，表层组织为回火马氏体组织，表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部为索氏体组织，具有较高的综合机械性能，达到“面硬心软”的使用目的。 第一篇，第四章，P35页 1、下列牌号钢各属于哪类钢？试说明牌号中数字和符号的含义，其中哪些牌号钢的焊接性能好？ 15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn 答：（1）碳素结构钢：15 40 ；普通碳素结构钢：Q195；低合金高强钢：Q345；合金
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塑性加工金属塑性变形 1.加工硬化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标和硬度指标都有所提高，但塑性和韧性有所下降的现象。 2.回复：将冷变形后的金属加热至一定温度后，因原子的活动能力增强，使原子恢复到平衡位置，晶体内残余应力大大减小的现象。 3.再结晶：当温度升高到该金属熔点的0.4倍时，金属原子获得更多的热能，使塑性变形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为与变形前晶格结构相同的新等轴晶粒的过程。4、冷变形：是金属在再结晶温度以下所进行的变形或加工，如钢的冷拉或冷冲压等；热变形：是金属在再结晶温度以上所进行的变形或加工，如钢的热轧、热锻等。 5.可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。6.锻造比：锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比、或高度比来表示。7.锻造：自由锻与模锻的生产与应用。与自由锻相比，模锻尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的显微组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，模锻成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中小型锻件的成批和大量生产。 1.切削运动：包括主运动和进给运动。朱运动使刀具和工件之间产生相对运动，促使道具前刀面接近工件而实现切削。他的速度最高，消耗功率最大。进给运动使刀具与工件之间附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切削，获得具有所需几何特性的已加工表面。 2.切削三要素：切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度(m/s)；进给量：刀具在紧急运动方向上相对工件的位移量（mm/z）；背吃刀量：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动放向测量的切削尺寸（mm）。 3.切削层参数：切削层公称横接面积：切削层在切削尺寸平面里的实际横接面积；切削公称宽度：主切削刃截形上两个极限点间的距离；切削层公称厚度：很截面积与公称宽度之比 4.刀具材料基本要求：较高硬度、足够强度和韧性承受切削力和冲击和震动、较好耐磨性、较高耐热性、较好工艺性。常用材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料。5、车刀切削部分组成：前面：道具上切削流过的表面；后面：刀具上与工件上切削中产生的表面相对的表面。切削刃：指刀具前面上拟作切削刃的刃，有主切削刃和副切削刃之分。6、刀具几何角度和作用：主偏角（一般45、60、75、90度）、副偏角（5—15）：影响切削层截面的形状和参数，切削分力的变化并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度、前角（5-15）、后角（8-12）：减少道具后面与工件表面的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强度、刃倾角（负5—+5）：影响刀头的强度、切削和排屑方向 5.切削过程：切削塑形金属是，材料受到道具的作用以后，开始产生弹性变形。随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大。当应力达到材料的屈服点时，产生塑形变形。刀具再继续前进，应力进而达到材料的断裂强度，金属材料被挤裂，并沿着刀具的前面流出而成为切屑。 6.切屑种类：带状切屑、节状切屑、崩碎切屑 7.切削力切削功率的计算：P18 8.切屑热的来源：在切屑过程中，由于绝大部分的切削功都转变成热量，所以有大量的热产生，这些热称之为切削热。主要来源：切屑变形所产生的热量；切屑和刀具的前面之间的摩擦所产生的热量；工件与刀具后面之间的摩擦所产生的热量。 9.切屑热的分布：切屑热产生以后，由切屑、工件、刀具及周围的介质传出、各部分传出的比例取决于工件材料、切削速度、刀具材料及刀具几何形状等。车削时的切屑热主要由切屑传出。 10.切屑热对切削的影响：传入切削及介质中的热量越多，对加工越有利；传入刀具的热量虽然不是很多，但由于刀具切削部分体积很小，因此刀具的温度可达到很高。温度升高以后会加速刀具的磨损；传入刀具的热量，可能使工件变形，产生形状和尺寸的误差。 1、铣削的工艺特点：1）生产率较高。2）铣削时容易产生振动。3）刀齿散热条件好。应用：铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工件的直线运动或曲线运动。铣刀可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可以进行孔加工，如钻孔、扩孔等。 铣削可分为粗铣、半精铣、精铣。 1、外圆加工方案的分析及其应用： （1）粗车除淬硬钢以外，各种零件的加工都适用。当零件的外圆面要求精度低、表面粗糙度值较大时，只粗车即可。（2）粗车—半精车对于中等精度和粗糙度要求的末淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。（3）粗车—半精车—磨（粗磨或半粗磨）此方案最适于加工精度稍高、粗糙度值较小，且淬硬的钢件外圆面，也广泛用于加工未淬硬的钢件或铸件。（4）粗车—半精车—粗磨—精磨此方案的适用范围基本上与（3）相同，只是外圆面要求的精度更高、表面粗糙度值更小，需将磨削分为粗磨和精磨，才能达到要求。（5）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）此方案可达到很高的精度和很小的表面粗糙度值，但不宜用于加工塑性大的有色金属零件。（6）粗车—精车—精细车此方案主要适用于精度要求高的有色金属零件的加工。塑性加工金属塑性变形 1.加工硬化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标和硬度指标都有所提高，但塑性和韧性有所下降的现象。 2.回复：将冷变形后的金属加热至一定温度后，因原子的活动能力增强，使原子恢复到平衡位置，晶体内残余应力大大减小的现象。 3.再结晶：当温度升高到该金属熔点的0.4倍时，金属原子获得更多的热能，使塑性变形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为与变形前晶格结构相同的新等轴晶粒的过程。4、冷变形：是金属在再结晶温度以下所进行的变形或加工，如钢的冷拉或冷冲压等；热变形：是金属在再结晶温度以上所进行的变形或加工，如钢的热轧、热锻等。 5.可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。6.锻造比：锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比、或高度比来表示。7.锻造：自由锻与模锻的生产与应用。与自由锻相比，模锻尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的显微组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，模锻成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中小型锻件的成批和大量生产。 11.切削运动：包括主运动和进给运动。朱运动使刀具和工件之间产生相对运动，促使道具前刀面接近工件而实现切削。他的速度最高，消耗功率最大。进给运动使刀具与工件之间附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切削，获得具有所需几何特性的已加工表面。 12.切削三要素：切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度(m/s)；进给量：刀具在紧急运动方向上相对工件的位移量（mm/z）；背吃刀量：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动放向测量的切削尺寸（mm）。 13.切削层参数：切削层公称横接面积：切削层在切削尺寸平面里的实际横接面积；切削公称宽度：主切削刃截形上两个极限点间的距离；切削层公称厚度：很截面积与公称宽度之比 14.刀具材料基本要求：较高硬度、足够强度和韧性承受切削力和冲击和震动、较好耐磨性、较高耐热性、较好工艺性。常用材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料。5、车刀切削部分组成：前面：道具上切削流过的表面；后面：刀具上与工件上切削中产生的表面相对的表面。切削刃：指刀具前面上拟作切削刃的刃，有主切削刃和副切削刃之分。6、刀具几何角度和作用：主偏角（一般45、60、75、90度）、副偏角（5—15）：影响切削层截面的形状和参数，切削分力的变化并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度、前角（5-15）、后角（8-12）：减少道具后面与工件表面的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强度、刃倾角（负5—+5）：影响刀头的强度、切削和排屑方向 15.切削过程：切削塑形金属是，材料受到道具的作用以后，开始产生弹性变形。随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大。当应力达到材料的屈服点时，产生塑形变形。刀具再继续前进，应力进而达到材料的断裂强度，金属材料被挤裂，并沿着刀具的前面流出而成为切屑。 16.切屑种类：带状切屑、节状切屑、崩碎切屑 17.切削力切削功率的计算：P18 18.切屑热的来源：在切屑过程中，由于绝大部分的切削功都转变成热量，所以有大量的热产生，这些热称之为切削热。主要来源：切屑变形所产生的热量；切屑和刀具的前面之间的摩擦所产生的热量；工件与刀具后面之间的摩擦所产生的热量。 19.切屑热的分布：切屑热产生以后，由切屑、工件、刀具及周围的介质传出、各部分传出的比例取决于工件材料、切削速度、刀具材料及刀具几何形状等。车削时的切屑热主要由切屑传出。 20.切屑热对切削的影响：传入切削及介质中的热量越多，对加工越有利；传入刀具的热量虽然不是很多，但由于刀具切削部分体积很小，因此刀具的温度可达到很高。温度升高以后会加速刀具的磨损；传入刀具的热量，可能使工件变形，产生形状和尺寸的误差。 1、铣削的工艺特点：1）生产率较高。2）铣削时容易产生振动。3）刀齿散热条件好。应用：铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工件的直线运动或曲线运动。铣刀可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可以进行孔加工，如钻孔、扩孔等。 铣削可分为粗铣、半精铣、精铣。 2、外圆加工方案的分析及其应用： （1）粗车除淬硬钢以外，各种零件的加工都适用。当零件的外圆面要求精度低、表面粗糙度值较大时，只粗车即可。（2）粗车—半精车对于中等精度和粗糙度要求的末淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。（3）粗车—半精车—磨（粗磨或半粗磨）此方案最适于加工精度稍高、粗糙度值较小，且淬硬的钢件外圆面，也广泛用于加工未淬硬的钢件或铸件。（4）粗车—半精车—粗磨—精磨此方案的适用范围基本上与（3）相同，只是外圆面要求的精度更高、表面粗糙度值更小，需将磨削分为粗磨和精磨，才能达到要求。（5）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）此方案可达到很高的精度和很小的表面粗糙度值，但不宜用于加工塑性大的有色金属零件。（6）粗车—精车—精细车此方案主要适用于精度要求高的有色金属零件的加工。
金属工艺学重点知识点
属 工 -艺 学 第 五 版 上 强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（b s）、抗拉强度（b b）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（S）、断面收缩率（ 3 硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。 1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW （硬质合金球） 指标：-2洛氏硬度：HR （金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？
答：b b:抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 （7 S :屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 6：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 7 -1 ：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 S：延伸率，衡量材料的塑性指标。 a k :冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC洛氏硬度，HBS压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW压头为硬质合金球的布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。 同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。 原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。 M提高冷却速度，以增加晶核的数目。 J 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 U、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体。 铁碳合金组织可分为：2、金属化合物：各组员按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质 （渗 < 碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成的两相混合组织。
金属工艺学课后习题参考答案
第一章（p11） 1.什么是应力什么是应变 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点下列材料或零件通常采用哪种方 法检查其硬度 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么 σb抗拉强度它是指金属材料 在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料 在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。σ应力它指试样单位横截面的拉力。 a K冲击韧度它是指金属材料断 裂前吸收的变形能量的能力韧性。HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”过冷度指什么 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响细化晶粒的途径有哪些 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。 细化铸态晶粒的主要途径是：
金属工艺学基本知识概念
金属材料的基本知识习题 1. 当材料单位面积上所受的应力在什么条件下，只产生微量的塑性变形。在什么条件下，材料将产生明显的塑性变形。 2 在什么条件下，材料将断裂。 3 布氏硬度和洛氏硬度硬度各有什么优缺点? 4下列零件用哪种硬度法测量 1. 硬质合金刀头 2 锻件 5 水、油混装在一个瓶子里，是几个相？ 将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？ 6 写出GPS AEC CFD 的组织 7 碳对钢的力学性能有什么影响 8 比较同一钢件正火和退火后的强度和硬度 9 正火的目的 钢的种类正火主要目的 消除过热组织、细化晶粒、改善切削性 低碳 低合金钢 中碳钢消除组织缺陷、保持硬度、为调质做准备 过共析钢消除网状二次渗碳体、为球化退火和淬火做准备 高合金钢淬火作用（空淬） 10出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后的大致硬度 １．４５钢小轴（要求综合力学性能好） ２．６５钢弹簧 ３. Ｔ１２钢锉刀 11 1. 分析在缓慢冷却条件下，45钢的结晶过程和室温组织 2. 分析在缓慢冷却条件下，T10钢的结晶过程和室温组织 12 说明下列符号的含义： Q235；20； T12； T12A； 40Mn2 ?测定材料的疲劳强度应有一定的应力循环次数，其中钢材以为基数 而有色金属和某些超高强度钢以为基数。 ?金属材料受外力作用时会产生变形，当外力去掉后金属能恢复其原来形 状的性能，被称为。这种随外力消失而消失的变形，叫做。 ?金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能的，被称 为。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫做。 ?金属材料的塑性通常用和来表示。 ?常用的硬度指标主要有、等。 1. 选择下列材料的硬度测试方法：
金属工艺学课后习题参考答案
第一章（p11） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种 方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? σb抗拉强度它是指金属材料 在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料在 应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。σ应力它指试样单位横截面的拉力。a K冲击韧度它是指金属材料断 裂前吸收的变形能量的能力韧性。HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？ 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？ 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。
《金属工艺基础C》课程标准
《金属工艺基础C》标准课程 课程名称：金属工艺基础C/ Basic metalwork technology C 课程编号：1303020065 适用专业：珠宝首饰设计 课程学时/学分：56/3 实验（创作、制作、上机）学时/学分：40学时 审定人： 开课部门： 一、课程的性质与目的 本课程是装饰专业必修的锻造金属圆雕的提高课程。要求学生在金属工艺基础B的基础上结合锻造、焊接、铆接等多种工艺方法，完成金属圆雕的设计制作。 本课程的开设主要是培养学生在设计与工艺制作方面的综合能力,使学生能够较深入的掌握专业设计规律，熟悉工艺流程, 为进一步的专业设计和工艺制作打下良好的基础。 二、课程讲授的主要内容 理论教学内容：从工艺和设计的角度提高艺术设计的整体意识,运用综合工艺设计制作其作品，充分使用锻造技术，现代工艺对金属表面肌理的研究,金属肌理在自己作品中的表现，建立综合设计的能力，通过吸收多形式的艺术门类为金属工艺作品服务。使用最直观简单的视觉语言，最精炼的表达对头像造型的认识，为设计不规则变化的三维立体金属造型打下理解的基础。 实验教学内容：完成一件圆雕金属工艺作品,该作品在综合工艺上的运用,能证明在整体意识的提高。通过制作工具的过程使同学们能够身体力行的体验金属工艺的“物性”，并针对其中出现的问题进行针对性的讨论和解决，通过介绍不规则圆雕锻造的基本操作手法，让学生们了解圆雕锻造的规律性内容。 三、课程教学基本要求 金属工艺基础C是在继金工A和金工B的基础上进一步训练锻造技能的金属加工课程，相对于前面的课程，金工C的目的是训练难度较高的圆雕锻造技法，对圆雕的认识不同于简单的浮雕和器皿，而更像是三维雕塑的艺术思维训练，因而对作品稿件的三维雕塑的体块表现要求较高。从表面上看用到的工具是和浮雕以及器皿锻造的工具大相径庭，而实际上是训
金属工艺学基础--名词解释
铸造：铸造是一种将液态金属（一般为合金）缴入铸型型腔、冷却凝固后获得毛胚火零件（通称为铸件）的成形工艺。 铸造应力：铸件收缩应力、热应力和相变应力的矢量和。 熔模铸造：也称失蜡铸造，因为熔模铸件具有较高的尺寸精度和较好的表面质量又称为精密铸造。 铸造偏析在铸件凝固后，其截面上的不同部位，以至晶粒内部，产生化学成分的不均匀现象，称为铸造偏析。 剪切工序：使板料沿不封闭轮廓线分离的工序。 砂型铸造：用型砂紧实成铸型并用重力浇注的铸造方法。 金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。压力铸造：熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。离心铸造：熔融金属浇入绕水平、倾斜或垂直轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。铸件多是简单的圆筒形，不用芯子形成圆筒内孔。 锻造：锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。 冲压：板料的冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的成形工艺。焊接：通过加热和(或)加压，使工件达到原子结合且不可拆卸连接的一种加工方法。包括熔焊、压焊、钎焊等。 收缩性：合金在浇注，凝固直至冷却到室温的过程中体积或尺寸减缩的现象。 流动性：合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。 定向凝固：利用合金凝固时晶粒沿热流相反方向生长的原理，控制热流方向，使铸件沿规定方向结晶的铸造技术。 同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。 落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法。 轧制：金属(或非金属)材料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得要求的截面形状并改变其性能的方法。 挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法。 冲孔：把坯料内的材料以封闭的轮廓和坯料分离开来，得到带孔制件的冲压方法。 模锻：利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。 自由锻造：自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。 飞边（槽）：锤上模锻锻模上的组成部分，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。 冲孔连皮：在模锻当中，模锻件上的通孔，不能直接锻出，只能锻成盲孔，中间留有一定厚度的金属层δ，称为冲孔连皮。 压力焊：利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。 熔化焊：焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。 可焊性：材料在规定的施焊条件下，焊接成设计要求所规定的构件并满足预定服役要求的能力。 可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形不开裂的能力。 热焊法是将铸件整体或局部缓慢预热到600~700℃，焊接中保持400℃以上，焊后缓慢冷却。 冷焊法是焊补前不对铸件预热或在低于400℃的温度下预热的焊补方法。 拉深：变形区在一拉一压的应力状态作用下，使板料(浅的空心坯)成形为空心件(深的空心件)而厚度基本不变的加工方法。 弯曲：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。 成形：使用某种工艺手段，将坯料或工件制成具有预定形状和尺寸的工艺过程。 压力焊：是通过对焊接区域施加一定的压力来实现焊接的方法。 埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧并进行焊接的电弧焊方法。 氩弧焊是采用惰性气体——氩气作为保护气体的气体保护焊方法。电渣焊是利用电流通过液体熔渣所生产的电阻热进行焊接的方法 电阻焊是将焊件组装后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域 所产生的电阻热进行焊接的方法。 摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶压，完成焊接的一种压焊方法。 熔焊是一种将焊件接头部位加热至熔化状态，不加压力完成焊接过程的方法。 压焊是在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法。 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 咬边：在焊缝与母材的交接处产生的沟槽和凹陷。 缩孔：液态金属凝固过程中由于体积收缩所形成的孔洞。 缩松：缩松是指铸件最后凝固的区域没有得到液态金属或合金的补缩形成分散和细小的缩孔。 分型面：铸型组元间的接合面。 分模面：分开磨具取出产品和教主系统凝料的课分离的接触表面。 连续模：连续模，指的是压力机在一次冲压行程中，采用带状冲压原材料，在一副模具上用几个不同的工位同时完成多道冲压工序的冷冲压冲模，模具每冲压完成一次，料带定距移动一次，至产品完成。 复合模：在压力机的一次行程中，在模具的同一部位上，同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。 简单模：指在曲柄压力机的一次行程中完成一个过程的冲模。 起模斜度：为使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直与分型面的侧壁，制造模样时必须作出一定的倾斜度，称为起模斜度
金属工艺学重点知识点样本
金 属 工 艺 学 第 五 版 上 册纲要
强度：金属材料在里作用下，抵抗塑性变形和断裂能力。指标：屈服点（σs）、抗拉强度（σb）。 塑性：金属材料在力作用下产生不可逆永久变形能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕能力。 1布氏硬度：HBS（淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上拉称为应力，试样单位长度上伸长量称为应变。 5、下列符号所示力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂最大应力。 δ：延伸率，衡量材料塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸取冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。 纯金属结晶涉及晶核形成和晶核长大。 同一成分金属，晶粒越细气强度、硬度越高，并且塑性和韧性也越好。 因素：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列过度，晶界上排列是犬牙交错，变形是靠位错变移或位移来实现，晶界越多，要跃过障碍越多。
1提高冷却速度，以增长晶核数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质解决，以增长外来晶核，还可以采用热解决或塑性加工办法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具备金属特性新物质。构成元素成为成员。 1、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型金属晶体。铁碳合金组织可分为： 2、金属化合物：各成员按一定整数比结合而成、并具备金属性质 均匀物质（渗碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成两相混合组织。
金属工艺学知识总结
第八章铸造 1、铸造特点（优缺点）？ 答：优点：（1）适用范围广。①可通过铸造成形的材料选材广泛；②铸造能够制造各种尺寸和形状复杂的铸件 （2）铸造是生产复合铸件最经济的成形方法。 （3）成本低廉。铸造设备投资少，所用原材料来源广泛而且价格较低。缺点：（1）铸造组织疏松，晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。 （2）铸造工序多，难以精准控制，铸件质量不够稳定，废品率较高，劳动条件较差，劳动强度较大。 2、铸造充型能力影响因素？ 答：影响铸造充型能力的主要因素有金属或合金液的流动性、浇注条件、铸型填充条件和铸造结构等。 （1）金属或合金液的流动性。流动性差的金属，铸件易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣等缺陷。影响金属流动性的因素有：①合金的种 类；②合金的化学成分和结晶特征。③杂质和含气量（2）浇注条件。①浇注温度：一般为保证充型能力的前提下浇注温度尽量低。②铸型温度；③充型压力 （3）铸型填充条件 （4）逐铸件结构 3、金属的收缩及影响因素和对铸件质量的影响？ 答：金属收缩包括：液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。 液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因；固态收缩是铸件产生应力、变形和裂纹等缺陷的基本原因。 影响收缩的因素：①化学成分。铸钢收缩最大，灰口铸铁收缩最小。因为灰口铸铁中大部分的碳是以石墨状态存在，石墨比体积大，在结晶过程中，石墨析出所产生的体积膨胀抵消了合金的部分收缩。②浇注温度。③铸件结构和铸型条件。 收缩对铸件的影响：收缩可以使铸件中缩孔、缩松、热裂、应力和变形等许多缺陷。 防止缩孔和缩松的工艺措施：采取顺序凝固的原则:采用各种工艺措施，使铸件上从远离冒口的部分到冒口之间建立一个铸件递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向顺序的凝固。 防止或减少铸造应力的主要途径是使铸件冷却均匀，减少各部分温度差，改善铸型及型芯退让性，减少铸件收缩时的阻力：采用同时凝固的工艺 4、砂型铸造工艺过程。 答：主要包括以下几个工序：模样和芯盒准备；型砂和芯砂配置；造型、造
金属工艺学课后习题答案
第一章铸造 1. 什么是铸造？铸造包括哪些主要工序？答：将熔融金属液浇入具有和零件形状相适应的铸型空腔中，凝固后获得一定形状和性能的金属件的方法称为铸件。 2. 湿型砂是由哪些材料组成的？各种材料的作用是什么？答：湿型砂主要由石英砂、膨润土、煤粉、和水等材料所组成，也称潮模砂。石英砂是型砂的主体，是耐高温的物质。膨润土是粘结性较大的 一种粘土，用作粘结剂，吸水后形成胶状的粘土膜，包覆在沙粒表面，把单个砂粒粘结起来，使型砂具有湿态强度。煤粉是附加物质，在高温受 热时，分解出一层带光泽的碳附着在型腔表面，起防止铸铁件粘砂的作用。沙粒之间的空隙起透气作用。 3. 湿型砂应具备哪些性能?这些性能如何影响铸件的质量? 答：对湿型砂的性能要求分为两类：一类是工件性能，指型砂经受自重、外力、高温金属液烘烤和气体压力等作用的能力，包括湿强度、透气 性、耐火度和退让性等。另一类是工艺性能，指便于造型、修型和起模的性能，如流动性、韧性、起模性和紧实率等。 4. 起模时，为什么要在模样周围的型砂上刷水？答：手工起模时在模样周围砂型上刷水的作用是增加局部型砂的水 分，以提高型砂韧性。 5. 什么是紧实率？紧实率是如何反应湿型砂的干湿程度及性能的？对手工造型型砂的紧实率要求是多少？答：是指一定体积的松散型砂试样紧实前后的体积变化率，以试样紧实后减小的体积与原体积的百分比表示。过干的型砂自由流入试样筒时 ，砂粒堆积得较密实，紧实后体积变化较小，则紧实率小。过湿的型砂易结成小团，自由堆积是较疏松，紧实后体积减小较多，则紧实率大。 对手工型和一般机器型的型砂，要求紧实率保持在45%~50%。 6. 什么是面砂？什么是背砂？它们的性能要求和组成有何不同？答：与模样接触的那一层型砂，称为面砂，其强度、透气性等要求较高，需专门配制。远离模样在型砂中起填充作用加固作用的型砂称为背砂 ，一般使用旧砂。 7. 型砂反复使用后，为什么性能会降低？恢复旧砂的性能应采取什么措施？答：浇注时，砂型表面受高温铁水的作用，砂粒碎化、煤粉燃烧分解，部分粘土丧失粘结力，均使型砂的性能变坏。落砂后的旧砂，一般不 直接用于造型，需掺入新材料，经过混制，恢复砂型的良好性能后才能使用。 8. 什么是水玻璃砂和树脂砂？它的特点和应用范围如何？答：水玻璃砂是由水玻璃为粘结剂配制而成的型砂。水玻璃砂浇注前需进行硬化，以提高强度。由于水玻璃砂的溃散性差，落砂、清砂及旧 砂回用都很困难。在浇注铁铸件时粘砂严重，故不适于做铁铸件，主要应用于铸铁钢件的生产中。 9. 混砂是在什么设备中进行的？混砂的过程是怎样的？ 答：型砂的混制是在混砂机中进行的。型砂的混制过程:先加入新砂、旧砂、膨润土和煤粉等干混2~3分钟，再加水湿混5~7 分钟，性能符合要 求后从出砂口卸砂。混好的型砂应堆放4?5h，使水分均匀。使用前还要用砂粒机或松砂机进行松砂，以打 碎砂团和提高型砂性能，使之松散好用